基于支持向量机的导管泄爆容器压力峰值预测.pdf

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第34卷第6期 爆炸与冲击 V01.34.No.6 2014年11月 EXPLOSIONANDSHOCKWAVES NOV.,2014 文章编号:i001—1455(2014)06—0748—06 基于支持向量机的导管泄爆容器压力峰值预测。 张庆武,蒋军成,喻 源,崔益虎 (南京工业大学城市建设与安全工程学院,江苏南京210009) 摘要:为了预测导管泄爆容器压力峰值,根据文献提取出影响导管泄爆容器压力峰值的因素,将这些因 素作为输入变量,采用支持向量机算法对压力峰值与各因素的内在关系进行了研究,建立导管泄爆容器压力 峰值预测模型,对模型的有效性及预测能力进行了验证。将预测模型与现有经验公式进行比较,表明支持向 量机模型具有较好的预测能力,且预测能力优于经验公式。 关键词:爆炸力学;压力峰值;支持向量机;泄爆容器;导管;气体爆炸 中图分类号:0389;TQ086;X932国标学科代码:1303510文献标志码:A 泄爆是工业上广泛使用的气体以及粉尘的爆炸防治手段之一,其基本特点是通过泄爆口释放含能 物质使容器内出现压力异常增加时能快速卸载压力,保证容器自身的安全运行。当泄爆设备位于室内 或者靠近工作区时,需用泄爆导管将泄爆出来的含能物质排到室外或远离工作区的安全地方[1七]。研究 表明泄爆导管的存在增加了容器内爆炸的剧烈程度[3剞,因此不能用现有的单容器的设计准则来设计导 管泄爆容器。自20世纪80年代始,对于导管泄爆容器规律开展了一些的实验研究,在此基础上建立了 设计规范NFPA68[13和经验公式[7],但是利用这些经验公式和规范对导管泄爆容器内压力峰值进行预 测往往产生较大的误差,不能满足精度的要求,因此必须寻求新的更准确的预测方法。 vector 支持向量机(support 中,应用支持向量机对导管泄爆容器与其可燃物质特性、容器导管几何参数、操作条件之间的内在相关 性进行研究,建立导管泄爆容器的压力峰值理论预测模型,为导管泄爆容器结构安全性能评价以及设计 提供更可靠的依据。 1压力峰值预测 1.1主要影响因素 根据文献ET]的实验数据,确定导管泄爆容器压力峰值多。。(表压)与可燃物质特性、容器导管几何 参数、操作条件等有关,具体体现为8个主要影响因素:可燃气体的种类、气体的体积浓度纵点火位置、 导管长度L。、导管直径D。、容器体积V、破膜压力户,、容器初始压力p。。不同的气体对应不同的气体燃 爆指数,因此可利用气体的爆燃指数KG表征气体的种类[1’8],实验中的点火位置主要有3种,即尾部点 火、中心点火、泄爆口处点火,这3种点火位置分别用1、2、3来表征,其余影响因素的准确数值见文献 [73,导管泄爆容器压力峰值SVM预测模型的所有数据样本如表1所示。 1.2经验公式模型和SVM预测模型 1.2.1经验公式模型 爆容器压力峰值预测的经验公式: *收稿日期:2013—04—12;修回日期:2013—06—08 基金项目:国家自然科学基金项目50904037); 江苏省高校自然科学基金项目(10KJB620001,12KJB620001); 江苏省2012年度普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZl2—0452) 作者简介:张庆武(1985一),男,博士研究生。 万方数据 第6期 张庆武等:基于支持向量机的导管泄爆容器压力峰值预测 749 表1容器带导管泄爆实验数据(待续) valuesforvessel duct Table1 The ventingby experimental Ⅳ/ “… No. ∞/

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